第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题
1．海泥细菌通过消耗海底沉积层中的有机物获得营养，同时产生电子。科学家利用这一原理设计了海泥细菌电池，该技术可在海底加速石油污染物降解速率，其中海泥代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．负极的电极反应式为：CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+
B．工作时B电极附近溶液pH减小
C．海水和海泥含有电解质，导电性高，有利于输出电能
D．A电极消耗标况下O25.6L，有1mol质子通过海底沉积层和海水层交接面
2．氨氮废水的处置一直是工业难题，最近我国科学家开发了如下电解装置可将其氧化去除。处理前先调节废水pH=12，通电后可将其转化为无害气体，已知装置中A、B电极均为惰性电极，下列分析错误的是
A．电极A应与外电源正极相连
B．处理废水过程中A电极附近pH降低
C．OH-从电极B向电极A定向移动
D．N2与H2的体积比为3：1
3．若要在铁片上镀银，下列叙述中错误的是
①将铁片接在电源的正极上
②将银片接在电源的正极上
③在铁片上发生的反应是：Ag++e-=Ag
④在银片上发生的反应是：4OH--4e-=O2↑+2H2O
⑤需用硫酸铁溶液为电镀液
⑥需用硝酸银溶液为电镀液。
A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥
4．利用间接成对电化学合成间氨基苯甲酸的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．阳极的电极反应式为：2Cr3++7H2O-6e-=Cr2O+14H+
B．阳极槽外氧化反应为：+Cr2O+8H+→+2Cr3++5H2O
C．通电时阳极区pH减小
D．当电路中转移1mole-时，理论上可得到1mol间氨基苯甲酸
5．在含镍酸性废水中用电解法可以实现铁上镀镍并得到氯化钠，其装置如图所示，下列叙述错误的是
A．待镀铁棒为阴极
B．选用镍棒替换碳棒，镀镍效果更好
C．通电后中间隔室的NaCl溶液浓度增大
D．阳极的电极反应式为4OH- — 4e-=O2↑+2H2O
6．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．7.8gNa2O2和Na2S的混合物中含有的离子总数为0.4NA
B．pH=13的NaOH溶液中含OH-总数约为0.1NA
C．实验室制得16gO2转移电子数不一定为2NA
D．用电解方法精炼铜，当电路中通过的电子数为NA时，阳极应有32gCu转化为Cu2+
7．化学与生活密切相关，下列事实、现象或应用中，不能用勒夏特列原理解释的是
A．CO中毒者应及时移至空气流通处，必要时应放入高压氧舱
B．去除锅炉水垢中的，先用溶液浸泡处理
C．镀锡铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀
D．施肥时不宜将草木灰与铵态氮肥混合使用
8．海水是一种腐蚀性很强的天然电解质溶液沿垂直方向，海洋环境可分为海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海泥区。其中海水全浸区根据海水位置分为深海区和浅海区。根据钢铁桥梁在海洋区域建设的位置，下列说法错误的是
A．热带地区桥梁比寒带海域桥梁腐蚀更严重
B．海泥区含氧量非常低，腐蚀速率一般高于海水全浸区
C．浅海区溶氧量较高，存在着大量的微生物，钢铁在浅海区主要发生电化学腐蚀
D．在浪花飞溅区，海水的冲击不断破坏桥梁表面的腐蚀产物和保护涂层，所以浪花飞溅区桥梁腐蚀最严重
9．以柏林绿为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，正极反应为
B．充电时，箔接电源的负极
C．放电时，通过交换膜从右室移向左室
D．外电路中通过电子的电量时，负极质量变化为
10．化学与生活、环境密切相关，下列说法错误的是
A．补铁剂与维生素C共同服用可提高补铁效果
B．铁粉和碳粉的混合物可作食品抗氧化剂
C．生活中钢铁制品生锈主要是析氢腐蚀所致
D．新能源汽车的推广使用有助于减少光化学烟雾
11．NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
下列说法错误的是：
A．NaClO2中Cl的化合价为+3价
B．“电解”所用食盐水是由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为NaOH溶液、Na2CO3溶液。
C．“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO2。
D．“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2，此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，
12．下图装置能够组成原电池的是
A． B． C． D．
13．中国科学院研究团队在碱性锌铁液流电池研究方面取得新进展，该电池的总反应为：。下列叙述正确的是
A．放电时，M极附近溶液变小
B．充电时，右侧贮液器中溶液浓度不变
C．充电时，N接电源负极，电极反应式为：
D．放电时，电路中每转移电子，负极区电解质溶液增重
14．科学家最近发明了一种Al-PbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4、KOH，通过x和y两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域(a＞b)，结构示意图如图所示。下列说法正确的是
A．K+通过x膜移向M区
B．R区域的电解质浓度逐渐减小
C．放电时，Al电极反应为：Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-
D．消耗1.8g Al时N区域电解质溶液减少18.0 g
二、填空题
15．(1)比较沸点高低：NH3 HCl(填 ＞、＜或= )。 试解释原因 。
(2)户外利用铝热反应焊接铁轨的裂缝，写出其化学方程式 。
(3)碱性溶液中，甲烷燃料电池负极的电极反应式为 。
(4)电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阴极产生的气体A的化学式为 ，阳极的电极反应式为 。
16．面对日益加剧的能源危机，中科院院士何祚庥在2003年就曾经倡议大力发展替代能源，如风能、电能等等，要大力开发电动自行车，电动自行车、电动汽车。2006年12月上旬，年产2万辆纯电动汽车的研发基地在天津奠基。回答下列问题：
（1）下列物质中可以作为燃料电池的负极反应物的是( )
A．CH4 B．H2 C．C2H5OH D．CO2
（2）若用CH4作燃料，氢氧化钾溶液作电解质溶液，写出负极上的电极反应式 ，(写离子方程式），电池工作时的总反应式是 。(写离子方程式）
（3）电池工作时，负极附近溶液的pH （填“升高”、“降低”或“不变”），溶液中KOH的物质的量浓度 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
17．按要求对图中两极进行必要的连接并填空：
（1）在A图中，使铜片上冒H2气泡。请加以必要连接，则连接后的装置叫 。电极反应式：锌板： ；铜板： 。
（2）在B图中，使a极析出铜，b极析出氧气。加以必要的连接后，该装置叫 。电极反应式，a极： ；b极： 。经过一段时间后，停止反应，溶液的pH值 （升高、降低、不变），加入一定量的 后，溶液能恢复至与电解前完全一致。
18．电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为 ，在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是 ，电极反应式为 。
②溶液中的c(Cu2＋)与电解前相比 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)如利用该装置实现铁上镀锌，电极Y上发生的反应为 ，电解池盛放的电镀液可以是 。
19．某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入O2电极的电极反应式 。
(2)乙池中C(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”)，总反应的离子方程式为 。
(3)当乙池中D极质量增加10.8g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)，转移的电子数为 。
(4)丙池中 (填“E”或“F”)极析出铜。
(5)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，开关闭合一段时间后，丙中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
20．性能各异的各种材料的广泛应用大大提高了人们的生活水平。回答问题：
（1）家庭中“钢精锅”是由铝合金做成的，在烧菜时能否放大量醋炖煮 。(填能或否)
（2）下列关于铁制品保护措施的说法中不正确的有 （填序号）
A．在自行车钢圈上镀上一层金属铬，摩擦部位加上润滑油
B．相同条件下，镀层破损时，马口铁（表层镀锡）比白铁（表层镀锌）更耐用
C．在海轮的外壳上常焊有锌块，且定期更新
D．将不锈钢制成刀具和餐具，有的刀具还需进行烤蓝处理
（3）硅酸盐产品在生活中使用广泛，下列不是硅酸盐产品的是 。
A．水泥 B．陶瓷 C．玻璃 D．塑料
（4）钢筋混凝土是重要的建筑材料，钢筋混凝土 (填“是”或“不是”)复合材料。
（5）生产玻璃时，石灰石与石英反应的化学方程式为 。
（6）SiC是一种新型陶瓷，工业上用石英砂与焦炭高温条件下生成SiC的同时生成CO，该反应的化学方程式 。
21．铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb+PbO2+4H++22PbSO4+2H2O
回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）
(1)放电时：正极的电极反应式是 ；电解液中H2SO4的浓度将变 ，当外电路通过1.5mol电子时，理论上负极板的质量增加 g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按右图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成 ，B电极上生成 ，此时铅蓄电池的正负极的极性将 。
22．观察下图A、B、C三个装置，回答下列问题：
(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯中，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一碳棒，可观察到碳棒上 （填“有”或“没有”）气泡产生。用导线把锌片和碳棒连接起来组成一个原电池(图A)，正极的反应式为 。
(2)如果烧杯中最初装入的是500 mL2 mol/L硫酸溶液，构成铜锌原电池（图B，假设产生的气体没有损失），当收集到11.2 L(标准状况下)H2时，溶液体积变化忽略不计，则烧杯内溶液中溶质及其物质的量浓度为 。
(3)如果电极材料分别是铁片和石墨并进行连接，插入氯化钠溶液中(图C)，放置数天后，铁片生锈。负极反应式为 。
(4)将铜粉末用10% H2O2和3.0 mol/L的H2SO4混合溶液处埋，测得不同温度下铜的平均溶解速率如下表：
温度() 20 30 40 50 60 70 80
铜的平均溶解速率 () 7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76
由表中数据可知，当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着温度的升高而下降，其主要原因是 。
23．下列电解池均以石墨为电极，溶液体积为100mL，浓度均为2mol/L，通电一段时间后，甲池的，请回答以下问题：
(1)电解化学方程式为：甲 乙
(2)四个电解池生成气体的总体积为 (标况)
(3)四个电解池在相同时间内生成气体的物质的量在理论上由多到少的顺序是
(4)电解一段时间后，要恢复原溶液，向四个电解池中分别加入甲 乙 丙 丁
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【分析】由图可知，A极氧气得到电子发生还原生成水，为正极，；B电极HS-失去电子发生氧化反应生成硫单质，为负极，；
【详解】A．由分析可知，负极反应为，A错误；
B．工作时B电极附近生成氢离子，酸性增强，溶液pH减小，B正确；
C．海水和海泥含有电解质，导电性高，有利于形成闭合电路输出电能，C正确；
D．A电极反应为，消耗标况下O25.6L，为0.25mol氧气，根据电子守恒可知，有1mol质子通过海底沉积层和海水层交接面，D正确；
故选A。
2．D
【详解】A．根据图示，电极A上Cl-失电子被氧化为ClO-，A是阳极，电极A应与外电源正极相连，故A正确；
B．处理废水过程中A电极发生反应Cl--2e-+2OH-=ClO-+H2O，反应消耗OH-，pH降低，故B正确；
C．OH-向阳极移动，A是阳极，OH-从电极B向电极A定向移动，故C正确；
D．生成1molN2转移6mol电子，生成1molH2转移2mol电子，根据得失电子守恒，N2与H2的体积比为1：3，故D错误；
选D。
3．C
【分析】根据电镀原理，若在铁片上镀银，铁做电解池的阴极与电源负极相连，电解质溶液中的银离子得到电子发生还原反应生成银；银做电解池的阳极和电源正极相连，银失电子发生氧化反应生成银离子；电解质溶液为硝酸银溶液。
【详解】①将铁片接在电源的负极上，故①错误；
②将银片接在电源的正极上，故②正确；
③在铁片上发生的反应是：Ag++e-=Ag ，故③正确；
④在银片上发生的反应是：Ag-e-=Ag+，故④错误；
⑤用含有镀层金属的盐溶液作电解质溶液，不能选用硫酸铁溶液为电镀液，故⑤错误；
⑥用含有镀层金属的盐溶液作电解质溶液，可以选用硝酸银溶液为电镀液，故⑥正确；
综上所述，错误的有①④⑤；
故选C。
4．D
【分析】据图可知左侧与电源负极相连为阴极，Ti4+被还原为Ti3+，右侧与电源正极相连为阳极，Cr3+被氧化为Cr2O72-。
【详解】A．右侧与电源正极相连为阳极，据图可知反应物为Cr3+和H2O，产物为Cr2O72-和H+，根据电子守恒和元素守恒可得电极反应为2Cr3++7H2O-6e-=Cr2O72-+14H+，A正确；
B．据图可知阳极槽外被Cr2O72-+H+氧化为，反应方程式为+Cr2O72-+8H+→+2Cr3++5H2O，B正确；
C．根据阳极槽内外的反应可知，转移6mol电子时槽内生成1molCr2O72-和14molH+，槽外消耗1molCr2O72-和8molH+，所以通电后阳极区氢离子浓度增大，pH减小，C正确；
D．阴极槽外的反应为+6Ti3++6H+→+2H2O+6Ti4+，阴极槽内反应为Ti4++e-=Ti3+，根据方程式可知转移6mol电子时才能生成1mol间氨基苯甲酸，D错误；答案选D。
5．B
【详解】A.在电镀池中，铁为镀件，做阴极，故A正确；
B.如果选用镍棒替换碳棒，镍为活性电极，做阳极时，镍会溶解，生成的镍离子与氢氧化钠反应生成沉淀，影响离子交换膜中离子的通过，镀镍效果减弱，故B错误；
C.随着电解的进行，阳极区氢氧根离子放电，多余的钠离子通过阳离子交换膜移向中间隔室，阴极区的镍离子放电，多余的氯离子通过阴离子交换膜移向中间隔室，中间隔室的氯化钠溶液浓度增大，故C正确；
D.阳极发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子放电生成氧气，电极反应为：4OH- -4e-=O2↑+2H2O，故D正确；
故答案选B。
【点睛】电镀的特点：待镀金属做阴极，镀层金属做阳极，含有镀层金属离子的溶液做电镀液，电镀前后，电镀液的浓度保持不变。
6．C
【详解】A．Na2O2和Na2S的摩尔质量均为78g/mol，且Na2O2和Na2S均含为2个Na+和1个阴离子，所以7.8g混合物即0.1mol混合物，含有的离子总数为0.3NA，A错误；
B．缺少体积，无法计算粒子数，B错误；
C．16gO2物质的量为0.5mol，参与反应可能生成-2价或-1价的氧元素，所以转移电子数可能是2NA或NA，C正确；
D．用电解粗铜的方法精炼铜，阳极是粗铜，含有的铁锌杂质比铜先失去电子，当电路中通过的电子数为NA时，阳极转化为Cu2+的Cu应小于32g，D错误；
故选C。
7．C
【详解】A．CO中毒原理为：，中毒者应及时移至空气流通处，有利于CO与血红蛋白分离而解毒，必要时应放入高压氧舱，A不符题意；
B．去除锅炉水垢中的，先用溶液将转化为(属于沉淀的转化)，能用平衡移动原理解释，B不符题意；
C．镀层破损后，锡、铁和电解质溶液构成原电池，铁为负极，铁皮腐蚀加快，与平衡移动原理无关，C符合题意；
D．草木灰中的碳酸钾与铵盐水解相互促进，有更多的铵盐转化为氨气，脱离土壤，降低肥效，D不符题意；
故答案为：C。
8．B
【详解】A．热带地区桥梁比寒带海域的温度高，反应速率更快，桥梁腐蚀更严重，故A正确；
B．铁的吸氧腐蚀中，氧气的浓度越大，其腐蚀速率越快，海泥区含氧量非常低，腐蚀速率一般低于海水全浸区，故B错误；
C．浅海区溶氧量较高，钢铁在浅海区主要发生吸氧腐蚀，故C正确；
D．在浪花飞溅区，海水的冲击不断破坏桥梁表面的腐蚀产物和保护涂层，使铁不断与氧气和水接触反应，所以浪花飞溅区桥梁腐蚀最严重，故D正确；
故选：B。
9．B
【分析】放电时，Mg箔上，Mg发生氧化反应，失去电子生成[Mg2Cl2]2+，Mg箔为负极，则Mo箔为正极；充电时，Mg箔接电源负极，Mo箔接电源正极。
【详解】A．由分析可知，放电时，Mo箔为正极，Fe[Fe(CN)6]得到电子生成Na2Fe[Fe(CN)6]，电极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，A正确；
B．由分析可知，充电时，Mo箔接电源正极，B错误；
C．由分析可知，放电时，Mo箔为正极，Na+向正极移动，通过交换膜从右室移向左室，C正确；
D．由分析可知，放电时，Mg箔为负极，外电路中通过0.2mol电子的电量时，有0.1mol Mg参加反应，负极质量变化为2.4g，D正确；
故选B。
10．C
【详解】A．维生素C可以防止亚铁离子被氧化成铁离子，亚铁离子更易被人体吸收，则补铁剂与维生素C共同服用可提高补铁效果，故A正确；
B．铁粉和碳粉的混合物，铁发生吸氧腐蚀，消耗氧气，因此铁粉和碳粉的混合物可作食品抗氧化剂，故B正确；
C．生活中钢铁制品生锈主要是吸氧腐蚀所致，故C错误；
D．新能源汽车的推广使用能够减少氮氧化物生成，有助于减少光化学烟雾，故D正确；
故答案选C。
11．D
【分析】由流程知，NaClO3和SO2、HSO4反应生成NHSO4和ClO2；“电解”时阴极发生还原反应，通过电解，由ClO2制取NaClO2；吸收ClO2用NaOH和H2O2，反应方程式为：2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2↑，据此分析解答。
【详解】A．根据NaClO2中化合价代数和为零，Na为+1价，O为-2价，则Cl的化合价为+3价，故A正确；
B．食盐水精制中除Mg2＋用NaOH溶液，除Ca2＋用Na2CO3溶液，因而要加入的试剂分别为NaOH溶液、Na2CO3溶液，故B正确；
C．“电解”时阴极发生还原反应，根据流程图可知通过电解，可以由ClO2制取NaClO2，故阴极的反应为：ClO2+e-=Cl，阴极的主要产物是NaClO2，故C正确；
D．由流程知，吸收ClO2用NaOH和H2O2，反应方程式为：2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2↑，其中氧化剂为ClO2，还原剂为H2O2，二者的物质的量之比为2:1，故D错误；
答案选D。
12．B
【详解】构成原电池的条件：①自发进行的氧化还原反应；②活动性不同的两个电极；③电解质溶液；④闭合回路，满足这四个条件的只有B，故答案B。
13．C
【分析】由图可知，碱性锌铁液流电池放电时，右侧N极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成，负极发生的电极反应为Zn-2e-+4OH-=，左侧M为正极，正极上发生得电子的还原反应，正极电极反应为+e-=，充电时电极反应和放电时相反。
【详解】A．放电时，M极为正极，发生反应为+e-=，M极附近溶液的pH变化不大，A错误；
B．充电时，N极为阴极，电极反应为+2e-=Zn+4OH-，右侧贮液器中浓度减小，B错误；
C．充电时，N极为阴极，电极反应为+2e-=Zn+4OH-，C正确；
D．放电时，负极区发生的电极反应为Zn-2e-+4OH-=，每转移2mol电子，溶解1molZn，但是有阳离子通过离子交换膜移向M极，因此负极区电解质溶液增重的质量小于65g，D错误；
故答案选C。
14．C
【详解】A．由分析可知，Al为负极，M区为负极区，阳离子流向正极区，故K+通过x膜移向R区，A错误；
B．钾离子向正极移动，正极消耗氢离子，阴离子向负极移动，则y是阴离子交换膜，x是阳离子交换膜，R区域的电解质浓度逐渐增大，B错误；
C．由分析可知，原电池工作时，Al作负极，负极反应为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，C正确；
D．消耗1.8g Al时电路上转移的电子数目为=0.20mol，则由N区有0.1mol经过y进入R区，根据PbO2++2e-+4H+=PbSO4+2H2O，消耗0.1mol，同时流出0.1mol，故相当于N区只消耗了0.2molH2SO4同时生成了0.2molH2O，故N区域电解质溶液减少了0.2mol×98g/mol-0.2mol×18g/mol =16.0g，D错误；
故答案为：C。
15． ＞ NH3分子间存在氢键 2Al+Fe2O32Fe+ Al2O3 CH4+10OH--8e-=CO+7H2O H2 4CO +2H2O 4e ═4HCO+O2↑
【详解】(1)NH3分子间存在氢键，沸点：NH3＞HCl，故答案为：＞；NH3分子间存在氢键；
(2)户外利用铝热反应焊接铁轨的裂缝，其化学方程式为：2Al+Fe2O32Fe+ Al2O3，故答案为：2Al+Fe2O32Fe+ Al2O3；
(3)碱性溶液中，甲烷燃料电池中，负极甲烷失电子在碱性环境中生成碳酸根和水，电极方程式为：CH4+10OH--8e-=CO+7H2O，故答案为：CH4+10OH--8e-=CO+7H2O；
(4)电解II为电解Na2CO3溶液，结合图可知，阳极上碳酸根离子失去电子生成碳酸氢根离子和氧气，阳极电极方程式为：4CO +2H2O 4e ═4HCO +O2↑，阴极上氢离子得到电子生成氢气，故答案为：H2；4CO +2H2O 4e ═4HCO +O2↑。
16． ABC CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O CH4 +2OH-+2O2 =CO32-+3H2O 降低 减少
【分析】燃料电池工作时，燃料具有还原性，在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得电子发生氧化反应。
【详解】（1）CH4、H2和C2H5OH都是能够与氧气反应的燃料，可以在负极失电子发生氧化反应，故选ABC，故答案为ABC；
（2）在碱性溶液中，甲烷在负极上失电子发生氧化反应生成碳酸根，电极反应式为CH4-8e-+10OH-＝CO32-+7H2O，氧气在正极上得电子发生还原反应生成氢氧根，电极反应式为2O2+4H2O+8e-＝OH-，则电池工作时的总反应式为CH4 +2OH-+2O2 ＝CO32-+3H2O，故答案为CH4-8e-+10OH-＝CO32-+7H2O；CH4 +2OH-+2O2 ＝CO32-+3H2O；
（3）由负极电极反应式为CH4-8e-+10OH-＝CO32-+7H2O可知，电池工作时，负极消耗氢氧根，则负极附近溶液的pH降低，由电池工作时的总反应式为CH4 +2OH-+2O2 ＝CO32-+3H2O可知，反应中消耗氢氧化钾，则溶液中KOH的物质的量浓度减少，故答案为降低；减少。
【点睛】本题考查燃料电池，注意燃料电池的工作原理，明确原电池正负极上发生的反应，能够依据溶液酸碱性正确书写电极反应式是解答关键。
17． 原电池 Zn-2e－=Zn2＋ 2H＋＋2e-=H2↑ 电解池 Cu2＋＋2e-=Cu 2H2O－4e-= O2↑＋4H+(或4OH-－4e-=2H2O＋O2↑) 降低 CuO或CuCO3
【分析】(1)在A图中，使铜片上冒H2气泡，则铜片作正极，锌作负极，该电池属于原电池，锌电极上失电子发生氧化反应，铜电极上氢离子得电子发生还原反应；
(2)在B图中，使a极析出铜，b极析出氧气，必须是电解池，a极为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应，b极(惰性电极)为阳极，阳极上水电离出的氢氧根离子失电子发生氧化反应，根据电池总反应式确定溶液中氢离子浓度的变化，根据“析出什么加入什么”的原则加入物质，使溶液恢复至与电解前完全一致。
【详解】（1）在A图中，使铜片上冒H2气泡，可以用导线连接两极，铜片作正极，锌作负极，该电池属于原电池，锌电极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e－=Zn2＋，铜电极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H＋＋2e-=H2↑，故答案为：原电池；Zn-2e－=Zn2＋；2H＋＋2e-=H2↑；
（2）在B图中，使a极析出铜，b极析出氧气，必须是电解池，a极为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为：Cu2＋＋2e-=Cu；b极(惰性电极)为阳极，阳极上水电离出的氢氧根离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2H2O－4e-= O2↑＋4H+(或4OH-－4e-=2H2O＋O2↑)；总反应的离子方程式为：2Cu2＋+2H2OO2↑＋4H+ +2Cu，由于生成硝酸，则经过一段时间后，停止反应，溶液的pH值降低，电解过程中，阴极上析出铜，阳极上析出氧气，且氧元素和铜元素物质的量之比为1:1，相当于析出CuO，根据“析出什么加入什么”的原则加入物质，要使溶液能恢复原来状态应该加入CuO或CuCO3(相当于CuO CO2)，故答案为：电解池；Cu2＋＋2e-=Cu；2H2O－4e-= O2↑＋4H+(或4OH-－4e-=2H2O＋O2↑)；降低；CuO或CuCO3。
18． 2H2O＋2e－=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑ 有气体放出，溶液变红 2Cl－－2e－=Cl2↑ 把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色，说明生成了Cl2 纯铜 Cu2＋＋2e－=Cu 变小 Zn－2e－=Zn2＋ ZnCl2或 ZnSO4(答案不唯一，合理即可)
【分析】根据电解原理和电解产物分析，特别注意电极材料对电极反应的影响，粗铜精炼和电镀的阳极均为活性电极，电解本身发生氧化反应。
【详解】(1)①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H2O＋2e－=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，所以X电极附近OH-浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红；
②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，氯气和碘化钾反应生成碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色，所以可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气，如果湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，就说明生成的氯气；
(2)①电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以X电极材料是纯铜，该电极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为：Cu2++2e-═Cu；
②阳极上铜和其它较活泼的金属失电子，阴极上只有Cu2+得电子，根据电子守恒知，析出的铜大于溶解的铜，则溶液中Cu2+浓度变小；
(3)电镀时，镀层锌作阳极，镀件作阴极，阳极上电极反应式为Zn2++2e-═Zn，电解池中电解质溶液是含有Zn2+的盐溶液，如ZnCl2或 ZnSO4溶液。
【点睛】分析电解过程的思维程序：①首先判断阴阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极；②再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴阳离子两组；③然后排出阴阳离子的放电顺序：阴极:阳离子放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+；阳极：活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH-；电解原理的应用中包含铜的精炼，注意粗铜做阳极，纯铜做阴极，含铜离子的溶液做电解质。
19．(1) 原电池 O2+4H++4e-=2H2O
(2) 阳极 4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+
(3) 560 0.1NA
(4)F
(5)增大
【分析】甲池为燃料电池，通入CH3OH电极为负极，O2为正极，则乙中C为阳极，D为阴极，丙池E为阳极，F为阴极，结合原电池、电解池反应原理分析判断。
【详解】（1）甲池为燃料电池，通入CH3OH电极为负极，O2为正极，O2得电子发生还原反应，与溶液中的H+反应产生H2O，所以正极的电极反应式为： O2+4H++4e-=2H2O；
（2）乙池是电解池，其中C电极与原电池的正极连接，为阳极，在阳极上溶液中的OH-失去电子发生氧化反应产生O2，故阳极C的电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；D电极连接电源的负极，作阴极，电极反应式为：Ag++e-=Ag，根据根据同一电路中电子转移数目相等可知总反应方程式为：4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+；
（3）在乙池中D电极的电极反应式为Ag++e-=Ag，n(Ag)=， 根据同一电路中电子转移数目相等，可知n(O2)=n(Ag)=0.025 mol，故该O2在标准状况下的体积V(O2)=0.025 mol×22.4 L/mol=0.56 L=560 mL；
转移的电子物质的量是0.1 mol，则转移的电子数目为0.1NA；
（4）丙池为电解池，在电解池中阴极上Cu2+得到电子被还原为Cu单质，故在阴极F上反应产生Cu单质；
（5）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，进行电解，开关闭合一段时间后，发生的总反应方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，可见电解一段时间后，溶液中NaOH浓度增大，故丙中溶液的pH将增大。
20． 否 B D 是 CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ SiO2+3CSiC+2CO
【详解】试题分析：铝与醋酸反应；（2）为了阻止铁和氧气、水接触而被腐蚀，可以采用的方法有:涂油漆、电镀其它金属、作原电池的正极材料等；（3）根据制取陶瓷、普通玻璃、普通硅酸盐水泥的生产中使用的原料来解答；(4)含有两种或两种以上不同性质的材料称为复合材料；（5）生产玻璃时，石灰石与石英反应生成硅酸钙和二氧化碳；（6）石英砂与焦炭高温条件下生成SiC的和CO，根据元素守恒配平方程式。
解析：(1)铝与醋酸反应，所以在烧菜时不能放大量醋炖煮；
（2）A.在自行车钢圈上镀上一层金属铬，摩擦部位加上机油或黄油，阻止了铁与氧气和水接触，所以能防止铁被腐蚀，故A正确;B. 相同条件下，马口铁中的铁锡构成原电池，铁作原电池负极，加快铁被腐蚀，白铁中的铁锌构成原电池，铁作原电池正极，能防止铁被腐蚀，所以白铁更为耐用，故B错误；C. 在海轮的外壳上常焊有锌块，且定期更新，铁、锌和海水构成原电池且铁作负极材料，所以能阻止铁被腐蚀，故C正确;D.将不锈钢制成刀具和餐具，有的刀具还进行烤蓝处理，阻止了铁与氧气和水接触，所以能防止铁被腐蚀，故D正确。
（3）①制取水泥的主要原料为黏土、石灰石、石膏等；制取陶瓷的原料是粘土和高岭土；制备普通玻璃的主要原料为纯碱、石灰石、石英等，所以水泥、陶瓷、玻璃都属于硅酸盐；塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，属于有机物，故选D；(4) 钢筋混凝土是由钢筋和水泥混合成的，前者是金属材料，后者是无机非金属材料，钢筋混凝土是两种材料复合成的，所以钢筋混凝土是复合材料；（5）生产玻璃时，石灰石与石英反应生成硅酸钙和二氧化碳，化学方程式为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑；（6）石英砂与焦炭高温条件下生成SiC的和CO，化学方程式是SiO2+3CSiC+2CO。
点睛：牺牲阳极保护法是把被保护的金属与比它活泼的金属固定在一起构成原电池，活泼金属做负极被腐蚀，被保护金属作为正极而得到保护。
21．(1) PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O 变小 72
(2) Pb PbO2 对换
【详解】（1）放电是原电池，正极材料为PbO2，发生还原反应，电极反应式为：PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O；根据方程式可知H2SO4参与了反应，故其浓度将变小；负极为Pb，失去电子生成Pb2+，再与生成PbSO4，通过1.5mol电子时，有0.75molPbSO4生成，故增加的质量为0.75mol的质量，质量为0.7596g=72g；
（2）该图为电解池装置，当放电完全时，两电极上均覆盖着PbSO4，A极为阴极得电子，PbSO4得电子发生还原反应生成Pb，故A极上生成Pb；B为阳极，PbSO4失去电子发生氧化反应生成PbO2，故B极上生成PbO2；原来的原电池A为正极，B为负极，如上图连接后，因为A上生成了Pb，故A为负极，B上生成了PbO2，故B为正极。所以前后蓄电池的正负极的极性将对换。
22． 没有 2H++2e-=H2↑ c(H2SO4)=1mol/L c(ZnSO4)=1mol/L Fe-2e-=Fe2+ 温度越高，H2O2越容易分解（或其他合理答案）
【详解】(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯中，锌与稀硫酸反应生成氢气，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一碳棒，碳与稀硫酸不反应，因此碳棒上没有气泡产生；锌片、碳棒和硫酸形成的原电池中,碳棒为正极,该极上氢离子得电子生成氢气,电极反应为: 2H++2e-=H2↑；正确答案：没有；2H++2e-=H2↑。
(2) 根据正极反应: 2H++2e-=H2↑,当在标准状况下收集到11.2L即0.5mol的氢气时,转移电子是1mol,减少的氢离子为1mol,所以剩余的硫酸的量为0.5 mol，其浓度为0.5/0.5=1mol/L；负极上的电极反应式为:Zn-2e-=Zn,当转移电子1mol时,生成锌离子的量为0.5mol,所以c(ZnSO4)=0.5/0.5=1mol/L ；正确答案：c(H2SO4)=1mol/L；c(ZnSO4)=1mol/L。
(3) 铁片、石墨和氯化钠溶液构成的原电池中,金属铁发生吸氧腐蚀,正极上是氧气得电子发生还原反应,负极是铁失电子变为亚铁离子，发生氧化反应，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+；正确答案：Fe-2e-=Fe2+。
（4）双氧水具有强氧化性和不稳定性，温度太高，双氧水易发生分解，氧化能力降低，铜的平均溶解速率随着温度的升高而下降，因此要控制反应的温度不能过高；正确答案：温度越高，H2O2越容易分解（或其他合理答案）。
23．(1)
(2)5.6L
(3)甲﹥丁﹥丙﹥乙
(4) 气体
【详解】（1）甲池为电解溶液，根据放电顺序，阳极反应为：，阴极电极反应为：，总电解方程式为：，乙池的电解溶液，根据放电顺序，阳极为：，阴极电极反应为：，总电解方程式为：；
（2）甲池发生反应：当甲池的，产生的，溶液体积为100mL，所以生成的，转移的电子为，甲池中产生，，乙池中产生，丙池中阳极反应为：，阴极反应为：，当转移的电子为，产生，丁池中相当于电解水，，当转移的电子为，产生和，所以电路中转移的电子为，四个电池产生的气体为：，；
（3）根据以上分析，在相同时间内，根据电子守恒，甲池产生和共气体，乙池产生，丙池产生，丁池产生和共气体，所以个电解池在相同时间内生成气体的物质的量在理论上由多到少的顺序是甲﹥丁﹥丙﹥乙；
（4）甲池发生反应：，电解一段时间要恢复电解质溶液，需要补充气体；乙池发生反应：，电解一段时间要恢复电解质溶液，需要补充，丙池发生反应：，电解一段时间要恢复电解质溶液，需要补充，丁池相当于电解水，发生反应：，电解一段时间要恢复电解质溶液，需要补充。
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